直線傳動結構和相關設備諸如伺服電動缸、線性模組滑臺、伺服壓裝機、多自由度平臺等都會用到傳感器,如何選擇一款合適的傳感器對于機械裝置來說尤為重要。一旦傳感器確定,就可以確定匹配的測量方法、測量設備,測量結果的成敗在很大程度上取決于所選擇的傳感器是否合適。
1.根據測量對象和測量環境確定傳感器的類型。
首先考慮傳感器的原理,需要分析各種因素才能確定。因為,即使測量相同的物理量,也有各種各樣的傳感器可供選擇,哪種原理更合適,需要根據測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下具體問題:①量程大小;②傳感器體積測量位置的要求;③測量方法是接觸式還是非接觸式;④有線或非接觸測量信號的引出方法;⑤傳感器的來源,國家或進口,價格是否可以承受,伺服電動缸或自己開發。在考慮了上述問題后,您可以確定選擇哪種類型的傳感器,然后考慮傳感器的具體性能指標。
2.靈敏度的選擇。
靈敏度通常是在傳感器的線性范圍內,希望傳感器的靈敏度越高越好。因為只有當靈敏度高時,與測量變化相對應的輸出信號值才相對較大,有利于信號處理。但需要注意的是,傳感器靈敏度高,與測量無關的外部噪聲容易混合,也會被放大系統放大,影響測量精度。因此,傳感器本身應具有較高的信噪比,以盡量減少從外界引入的干擾信號。傳感器的靈敏度是有方向性的。當測量為單向量,方向要求較高時,應選擇其他方向靈敏度較小的傳感器;如果高速電動缸被測量為多維向量,傳感器的交叉靈敏度越小越好。
3.頻率響應特性。
傳感器的頻率響應特性決定了測量的頻率范圍,必須在允許的頻率范圍內保持不失真的測量條件。事實上,傳感器的響應總是固定的延遲,我希望延遲時間越短越好。傳感器的頻率響應較高,可測信號頻率范圍較寬。由于結構特性的影響,精密電動缸機械系統的慣性較大,因此低頻傳感器可測信號的頻率較低。在動態測量中,應根據信號特性(穩態、瞬態、隨機等)進行響應特性,避免過度誤差。
4.線性范圍。
傳感器的線性范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。理論上,在這個范圍內,靈敏度是固定的。傳感器的線性范圍越寬,測量范圍就越大,并能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時,當確定傳感器的類型時,首先取決于其測量范圍是否符合要求。但事實上,任何傳感器都不能保證絕對的線性,其線性程度也是相對的。當所需的測量精度相對較低時,在一定范圍內,非線性誤差較小的傳感器可以被視為線性傳感器,這將給測量帶來極大的便利。
5.傳感器的穩定性。
傳感器使用一段時間后,其性能保持不變的能力稱為穩定性。除了傳感器本身的結構外,影響傳感器長期穩定性的因素主要是傳感器的使用環境。因此,為了使傳感器具有良好的穩定性,傳感器必須具有較強的環境適應性。在選擇傳感器之前,應調查其使用環境、多自由度平臺,并根據具體使用環境選擇合適的傳感器,或采取適當措施減少環境的影響。傳感器的穩定性有定量指標,超過使用期后,應在使用前重新校準,以確定傳感器的性能是否發生變化。在一些要求傳感器長期使用,不易更換或校準的情況下,所選傳感器的穩定性要求更嚴格,能夠經受長期考驗。
6.傳感器的精度。
精度是伺服電動缸傳感器的重要性能指標,是整個測量系統測量精度的重要環節。傳感器的精度越高,價格就越貴。因此,只要傳感器的精度滿足整個測量系統的精度要求,就不必選擇太高。這樣,我們就可以在許多滿足相同測量目的的傳感器中選擇更便宜、更簡單的傳感器。如果伺服電動缸制造商的測量目的是定性分析,可以選擇重復精度高的傳感器,不應選擇絕對精度高的傳感器;如果是定量分析,必須獲得準確的測量值,則需要選擇能夠滿足精度等級要求的傳感器。
此外,對于某些特殊使用場合,不能選擇合適的傳感器,需要自行設計和制造傳感器,此類定制傳感器的性能方能滿足使用要求。
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